JPH10235106A - ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 懸濁物質を含有する水がろ材とろ過塔壁面の
間隙を通過することを防止して良質の処理水を得ること
のできるろ過装置を提供する。 【解決手段】 ろ過塔１には、ろ材４が処理水排出側に
配装した通水板３にて保持せしめて収容され、前記通水
板３の通水孔がない外周縁近傍のろ材層側には、環状に
堰板６が配装されており、さらにろ過塔内側壁には、水
流方向に傾斜した傾斜板７が環状に配装されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中の懸濁物質を
分離除去するために使用するろ過装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】水中の懸濁物質を分離除去する水処理技
術として、ろ過操作は従来から広く使用されている。例
えば、上水処理の分野では、微細な懸濁物質を含む原水
を凝集剤によって処理して懸濁物質を凝集させ、分離し
やすくしてからろ過分離する急速ろ過と称する方式を採
用しており、このろ過には、砂層の上に破砕無煙炭層を
形成したろ材を使用して、通水速度５〜７ｍ／時でろ過
する二層ろ過を行うのが一般的である。

【０００３】また、下水処理の分野では、活性汚泥処理
水のような比較的懸濁物質の粒径が大きく、しかも懸濁
物質の濃度も高い排水をろ過の対象とすることが多く、
ろ過の前に凝集処理を行うのは特殊な場合に限られる。
このろ過に使用するろ材としては、上水処理と同様に、
砂と破砕無煙炭を使用することが多く、通水速度は４〜
２５ｍ／時の高速で通水する方式が一般に採用され、下
水処理ではこの方式を急速ろ過と称されている。ろ過装
置の形式は、ろ過圧の確保方法によって、重力式と圧力
式、ろ過方向によって、下向流と上向流に大きく分けら
れる。

【０００４】なお、近年、砂、無煙炭に代わるろ材とし
て、発泡ポリスチレン樹脂製の浮上性ろ材、アクリル系
長繊維ろ材、ポリエステル系偏平楕円形繊維ろ材、ポリ
塩化ビニリデン球形繊維ろ材、下水汚泥焼却灰を造粒・
焼成した軽量細粒ろ材が開発されており、２５ｍ／時以
上のろ過速度が可能となっている。特開平４ー０２７４
９５号公報、特開平６ー２９２８０８号公報には、ポリ
エステル系繊維ろ材を利用した超高速ろ過装置が記載さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この高速なろ過が可能
な繊維ろ材は、空隙率が９５％程度であり、砂や無煙炭
に比較して、ろ過抵抗が非常に小さい。しかしながら、
通水速度が２５ｍ／時以上の高速となると、ろ層損失水
頭は２０ｃｍ以上を示し、また懸濁物質のろ材内への蓄
積と共に、損失水頭も上昇する。なお、繊維ろ材の成形
方法によっては、より微細な懸濁物質を捕捉することが
可能なろ材も成形可能であるが、この場合、ろ層損失水
頭が上昇するため、例えばろ過塔の上端を密閉し、圧力
下で下向流で通水する圧力式を採用することが多い。

【０００６】前記繊維ろ材をろ過塔内に層高１００ｃｍ
となるように充填し、圧力式で通水する場合、ろ層損失
水頭は２００ｃｍにも達し、ろ過塔内での流路は、抵抗
の大きいろ材層中を回避し、より抵抗の小さいろ材とろ
過塔壁面の間隙を通過し易くなる。その結果、懸濁物質
の一部はろ材中に捕捉されることなく排水口に達し、良
質の処理水が得られないという問題点があった。

【０００７】本発明は、かかる問題点を解決し、懸濁物
質を含有する水がろ材とろ過塔壁面の間隙を通過するこ
とを防止して良質の処理水を得ることのできるろ過装置
を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のろ過装置は、上
記目的を達成するために、ろ材を処理水排出側に配装し
た通水板にて保持せしめて収容するろ過塔における前記
通水板の通水孔がない外周縁近傍のろ材層側には、環状
に堰板が配装されており、かつろ過塔内側壁には、水流
方向に傾斜した傾斜板が環状に配装されていることを特
徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
を詳細に説明する。図１において、１は、高速でろ過す
ることのできるろ過装置におけるろ過塔であって、該ろ
過塔１内にはろ材４を保持する通水板３が配装されてお
り、その上にろ材４が収容されている。このろ材４中を
原水２を通過させることにより、原水中の懸濁物質を捕
捉、除去し、懸濁物質のない良質の処理水５を得ること
ができる。

【００１０】ここで、ろ過塔１の大きさは、ろ過塔１内
での通水速度が２５ｍ／時以上となる超高速ろ過を可能
とするように、直径等を決定することが好ましい。ま
た、通常、処理精度を考慮した場合、ろ材４の層高を約
１ｍとすることが多く、逆洗時の逆洗効率を考慮する
と、ろ材層の上方にろ材層の高さ以上の空間を設けるこ
とが好ましい。

【００１１】前記通水板３はその通水孔がろ材４より小
さくてろ材を通過せず、水のみを通過する大きさであれ
ば良いが、逆洗時の空気曝気等を考慮すれば、これに耐
えうるだけの高重量のものが好ましく、鋼鉄製グリッド
やパンチングプレ−ト等が望ましい。ろ材４としては、
各種のものが使用可能であり、特に砂、無煙炭の他に、
繊維ろ材等が適している。ろ過塔１における原水の通水
方向は下向流でも上向流でもよい。また、ろ過塔１はろ
過塔の上端を密閉し加圧するようにした圧力式でも、上
端を開放した重力式でも適用可能である。

【００１２】本発明においては、前記通水板３の外周縁
近傍の外周縁近傍には、通水孔がなく、しかもそのろ材
層４側には、環状に堰板６が立設されていることによ
り、ろ過塔１の内側壁を伝って流下する流水８が直ちに
通水板３を通過することを防止するようになされてい
る。これにより、図２に示すように、ろ過塔１の内壁面
を伝って流下する流水８は堰板６を溢流してろ材４を通
過して通水板３を通過するようになされている。

【００１３】堰板６の高さおよび堰板６とろ過塔内側壁
との間隔については、必要に応じて適宜選択することが
できるが、ろ材４の逆洗時の障害を考慮すると、堰板６
の高さはろ材層高の５〜２０％が好ましい。堰板６の高
さが、ろ材層高の５％未満の場合には、懸濁物質がすぐ
に堰板６を溢流してしまい、処理効率が低下し、逆に２
０％を超える場合には、堰板とろ過塔壁面との間隔に懸
濁物質が蓄積して、逆洗時に排出されなくなる。

【００１４】堰板６とろ過塔内側壁との間隔について
は、この個所へのろ材４の侵入、逆洗時の洗浄効率を考
慮すると、なるべく狭い方が好ましいが、施工上、１０
〜１５０mmが好ましい。前記間隔を１０mm未満にする
と、施工が困難になるばかりか、懸濁物質のリークも生
じ易く、逆に１５０mmを越えると、堰板６とろ過塔内側
壁との間にろ材４が侵入し逆洗不能となる。

【００１５】さらに、本発明においては、前記ろ過塔１
の内側壁面には、水流方向に傾斜した傾斜板７が環状に
配装されており、流水８がろ過塔１の内壁面を伝って流
下することが防止するようになされている。このよう
に、傾斜板７をろ過塔１のろ材４が収容される内側壁に
環状に設置することにより、水流を水流方向にろ過塔中
心に向かって流下させることができる。

【００１６】水流が下向流の場合は、傾斜板７はろ過塔
中心に向かって、下向きに傾斜させる。上向きに傾斜さ
せると、水流が乱れるのみならず、逆洗時、ろ材が傾斜
板上に蓄積してしまう。傾斜角度は特に限定されない
が、ろ材の滑り込み、水流を考慮すると、鉛直面（側
壁）に対する形成角が１５〜６０度が好ましい。傾斜板
７の幅は逆洗時の障害を考慮すると、狭いほうが良い
が、鉛直面への投影長がろ過塔１直径の５〜２０％が好
ましい。５％未満では水流の整流効果が低く、逆に２０
％を越えると、逆洗時の物理的障害となる。傾斜板７の
設置場所はろ材４層内の中程が良く、層内に複数枚設置
することがより望ましい。

【００１７】ろ材層内にろ過塔中心に向かって傾斜する
傾斜板を設置することにより、水流を図２に示すごとく
ろ過塔中心に向かわせることができ、更に処理効率を上
昇させることができる。なお、傾斜板７はろ材層内に複
数枚設けることでより効果を上げることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例 単糸繊度が１０．４デニールのポリエステル未延伸フィ
ラメントを１９２本集合させてなる糸条を素材とし、こ
れを無撚りのままバルキー加工して得られた加工糸を４
００本集合させて集束（結束）し、この集束部から７５
mmを残して略球形状となるように切断してなる繊維ろ材
を形成した。

【００１９】下端より９０mm上方には、外周縁部を除い
て多数の通水孔を有する多孔性の通水板を設置し、かつ
その外周縁部の上面には内径１５７mm、高さ１３５mmの
環状堰板を設置し、さらに前記通水板より２５０mm上方
の内側壁には、側壁面からの傾斜角度が３０度で、鉛直
面への投影長が３０mmの環状傾斜板を設置した高さ２０
００mm、内径１９０mmのろ過塔を使用した。このろ過塔
の通水板上に前記繊維ろ材１２０個を充填し、ろ材層の
高さを１ｍとした。上端側を密閉したろ過塔における唯
一の開口部である原水供給口から懸濁物質（ＳＳ）の濃
度が１０ｍｇ／Ｌの活性汚泥処理水をろ過塔内の通水速
度が３０ｍ／時となるように供給し、ろ過塔の下端側の
排出口から処理水を排出した。図３において点線で示す
ように、本実施例では、従来の２倍以上のＳＳ捕捉量が
５ｋｇ／m²となるまでろ過壁面からの懸濁物質のリーク
は起こらず、ＳＳ除去率８０％以上が保たれた。

【００２０】比較例 堰板、通水板とも設置しない以外は実施例と同様のろ過
装置を用いて実施例と同様の条件で通水を行った。図３
において実線で示すように、比較例では、繊維ろ材のＳ
Ｓ捕捉量が２ｋｇ／m²程度で懸濁物質のろ過塔壁面から
のリークが始まり、ＳＳ除去率は８０％以下に低下し
た。

【００２１】

【発明の効果】本発明のろ過装置によれば、通水速度２
５ｍ／時以上の超高速ろ過においても、ろ材層とろ過塔
壁面との間隙からの懸濁物質のリ−クを防止することが
でき、ろ材中への懸濁物質の捕捉量を増大できるととも
に処理効率の良いろ過が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のろ過装置の一例を示す断面図である。

【図２】図１のろ過装置中での水流方向を示す説明用概
略図である。

【図３】実施例と比較例でろ材中に捕捉されたＳＳ量と
ＳＳ除去率の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ろ過塔 ５ 処理水 ２ 原水 ６ 堰板 ３ 通水板 ７ 傾斜板 ４ ろ材 ８ 水流

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ろ材を処理水排出側に配装した通水板に
   て保持せしめて収容するろ過塔における前記通水板の通
   水孔がない外周縁近傍のろ材層側には、環状に堰板が配
   装されており、かつろ過塔内側壁には、水流方向に傾斜
   した傾斜板が環状に配装されていることを特徴とするろ
   過装置。